\section{Multi-Touch Screen}
\subsection{Technologien}
  \subsubsection{DiamondTouch}\label{section:diamondtouch}
    DiamondTouch \cite{bib:diamondtouch} steht f\"ur eine Multi-User Touch Technologie, bei der das visuelle Feedback an die Benutzer durch einen Projektor, von vorne auf eine Projektionsfl\"ache projezierend, geleitet wird. Dies erm\"oglicht eine simultane Bedienung der Touch-Oberfl\"ache durch die Benutzer ohne dabei die anderen zu behindern. Bei dieser Technologie ist auch eine Zuweisung der Ber\"uhrungspunkte zu Benutzer m\"oglich.
    
    Paul Dietz und Darren Leigh \cite{bib:diamondtouch} formulierten in ihrer Arbeit 6 Requirements an eine Multi-User Touch Oberfl\"ache, die alle von der DiamondTouch Technologie abgedeckt sind:
    
    \begin{enumerate}
      \item{Multi-Point: Erkennen mehrerer, simultaner Ber\"uhrungspunkte}
      \item{Erkennung: Erkennen, welcher Benutzer welchen Ber\"uhrungspunkt dr\"uckt}
      \item{Fremdk\"orpertoleranz: Fremdk\"orper auf der Oberfl\"ache sollen das Arbeiten nicht beeinflussen}
      \item{Permanent: Verwendung ohne frequentierte Reparatur oder Kalibrierung}
      \item{Keine Belastung: Keine zus\"atzlichen Instrumente sollen f\"ur den Gebrauch notwendig sein}
      \item{G\"unstige Herstellung}
    \end{enumerate}
    
    \begin{figure}
      \centering
      \includegraphics[width=6cm]{Grafiken/diamondtouch.png}
      \caption[Die Funktionsweise eines DiamondTouch \cite{bib:diamondtouch}]{Die Funktionsweise eines DiamondTouch \cite{bib:diamondtouch}}\label{fig:diamondtouch}
    \end{figure}
    
    Bei der DiamondTouch Technologie wird ein Projektor oberhalb eines Tisches angebracht, der das Bild auf die Tischplatte projiziert. Auf dem Tisch ist eine Vielzahl von Antennen angebracht, die zwingend von einander isoliert sein m\"ussen. Da die Benutzer mit Receivern verbunden sind, kann bei jedem Dr\"ucken auf die Tischplatte ein Stromkreis geschlossen werden und somit die genaue Position des Ber\"uhrungspunktes ermittelt werden \ref{fig:diamondtouch}. DiamondTouch ben\"otigt f\"ur die Verarbeitung der Signale unbedingt eine elektronische Isolation der Benutzer, da sonst Eindeutigkeit der Signale nicht garantiert werden kann. Es gibt einige Strategien, solche eindeutigen Signale zu erzeugen:
    
    \begin{itemize}
      \item{Unterschiedliche Frequenzen -}
        Jede Antenne sendet mit einer unterschiedlichen Frequenz der Sinuskurve
      \item{Time-division Multiplexing -}
        Jede Antenne sendet zu einer gewissen Zeit, w\"ahrend die anderen nicht senden
      \item{Code-division Multiplexing}
    \end{itemize}
    
    P. Dietz und D. Leigh \cite{bib:diamondtouch} konstruierten f\"ur ihre Forschung rund um die DiamondTouch Technologie einen Touch-Screen mit 20cm Seitenl\"ange, und erreichten eine Genauigkeit von 0.5cm bei der Erkennung von Ber\"uhrungspunkten.
    
  \subsubsection{FTIR - Frustrated Total Internal Reflection}\label{section:ftir}
    Bei einem Multi-Touch Screen handelt es sich um einen Tisch, der als Interaktionsobjekt verwendet wird, zu dem ein von unten auf eine R\"uckprojektionsplatte projiziertes Bild die visuelle R\"uckmeldung an den Benutzer bringt. Die Interaktion erfolgt rein mit den Fingern. Es werden keine zus\"atzlichen Eingabeger\"ate verwendet. Somit \"ubernimmt das Userinterface die wichtige Aufgabe der intuitiven Interaktion.

    Eine m\"ogliche technische Umsetzung basiert auf der Frustrated Total Internal Reflection (FTIR) Technologie, die eine totale Reflexion von Licht innerhalb eines Materials beschreibt. Hierbei wird Infrarotlicht durch die Acrylplatte gestrahlt. Da Infrarotlicht f\"ur das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist, eignet sich dieses gut f\"ur diesen Anwendungsbereich. Das Infrarotlicht wird solange innerhalb der Acrylplatte hin und her reflektiert, bis ein oder mehrere Finger die Platte ber\"uhren. An jenem Ber\"uhrungspunkt wird die Reflexion unterbrochen und das Infrarotlicht wird von dem Finger zerstreut und die Abdr\"ucke beginnen sich heller von der anderen Fl\"ache abzuheben. Diese Abdr\"ucke werden von einer Infrarotkamera aufgenommen. \cite{bib:Sandner}

    \begin{figure}
      \centering
      \includegraphics[width=9cm]{Grafiken/ftir.png}
      \caption[Die Funktionsweise eines FTIR Screens \cite{bib:Roth}]{Die Funktionsweise eines FTIR Screens \cite{bib:Roth}}\label{fig:ftir}
    \end{figure}

  \subsubsection{DI - Diffused Illumination}\label{section:di}
    Eine weitere Umsetzung basiert auch auf der Diffused Illumination (DI) Technologie. Dabei wird nicht nur das Bild auf die R\"uckprojektionsplatte projiziert, sondern auch mit Hilfe von Infrarotlichtstrahlern die Platte ausgeleuchtet. Dies kann einerseits von oben aber auch von unten passieren. Beim Ber\"uhren der R\"uckprojektionsplatte werden die Finger angestrahlt oder vom Finger ein Schatten geworfen wodurch ein Helligkeitsunterschied an den Ber\"uhrungspunkten zu erkennen ist. Ebenso wie bei der FTIR Technologie wird die R\"uckprojektionsplatte mit einer Kamera aufgenommen, die nur Infrarotes Licht aufnimmt. Somit kommt es auch zu keinerlei St\"orungen von Seiten des projizierten Bildes.

    \begin{figure}
      \centering
      \includegraphics[width=9cm]{Grafiken/di.png}
      \caption[Die Funktionsweise eines DI Screens \cite{bib:Roth}]{Die Funktionsweise eines DI Screens \cite{bib:Roth}}\label{fig:di}
    \end{figure}
    
    \subsubsection{FLATIR}
      Die oben genannten Multi-Touch Technologien ben\"otigen f\"ur das Projizieren der Benutzeroberfl\"ache eine gewisse Distanz zwischen Projektor und Oberfl\"ache oder wie bei FTIR (Kapitel \ref{section:ftir}) und DI (Kapitel \ref{section:di}), die dar\"uberhinaus eine Kamera ben\"otigen, die die gesamte Oberfl\"ache von dahinter oder davor aufnehmen muss. Der Abstand zwischen diesen Komponenten kann durch eine Ben\"utzung von Spiegel oder die Verwendung eines Projektors, der auf eine kurze Distanz eine weite Brennweite hat. Bei beider dieser M\"oglichkeiten ist ein enormer Platzbedarf notwendig.

      Um die Multi-Touch Technologie erfolgreicher zu machen, muss einige Arbeit in die Minimierung des Platzbedarfes gesteckt werden. Vorreiter auf diesem Gebiet sind Ramon Hofer, Daniel Naeff und Andreas Kunz \cite{bib:flatir}. Sie stellten in ihrer Arbeit eine Variante vor, bei der Multi-Touch Eingaben auf LC-Bildschirmen erm\"oglicht wird. Im Gegensatz zu FTIR (Kapitel \ref{section:ftir}) und DI (Kapitel \ref{section:di}) wo das Tracken der Ber\"uhrungspunte nur durch eine Komponente, die Kamera, passiert, verwenden sie eine Vielzahl an IR-Sensoren. Diese mit gleichen Abst\"anden zueinander platziert, erm\"oglichen eine Reduzierung der Distanz zwischen Benutzeroberfl\"ache und aufnehmender Einheit. Dabei positionierten R. Hofer, D. Naeff und A. Kunz \cite{bib:flatir} eine Platine mit einem 4x8 Sensor-Array hinter dem Diffuser des LC-Bildschirms (Abbildung \ref{fig:flatir}), womit man eine simultane Erkennung von mehreren Ber\"uhrungspunkten, einer Genauigkeit von 1mm und einer Aktualisierungsrate von 200Hz.

      \begin{figure}
        \centering
        \includegraphics[width=9cm]{Grafiken/flatir.png}
        \caption[Die Funktionsweise eines FLATIR Screens \cite{bib:flatir}]{Die Funktionsweise eines FLATTIR Screens \cite{bib:flatir}}\label{fig:flatir}
      \end{figure}
      
  \subsection{Produkte}
    \subsubsection{Apple - iPhone}
      Das iPhone ist ein Telefon, welches \"uber den Bildschirm (Touchscreen) per Ber\"uhrungen gesteuert wird. Diesen Bildschirm bezeichnet Apple als Multi-Touch, der bis zu zw\"olf Ber\"uhrungsimpulse gleichzeitig verarbeiten kann. Zum Schreiben wird an entsprechenden Stellen eine Tastatur eingeblendet, bei ausschlie{\ss}licher Eingabem\"oglichkeit von Ziffern (beispielsweise beim W\"ahlen einer Telefonnummer) wird ein Ziffernblock aufgerufen. Das iPhone wurde am 9 J\"anner 2007 von Apple am Markt eingef\"uhrt und erhielt vom US-Magazin ``Time'' den Titel  ``Erfindung der Jahres 2007''. \cite{bib:iphone}
      
    \subsubsection{Microsoft Surface}
      Am 30. Mai 2007 stellte Microsoft einen neuen Computer vor. Er wird ohne Maus, ohne Tastatur oder sonstige Eingabeger\"ate bedient. S\"amtliche Eingaben werden \"uber den 30'' gro{\ss}en Bildschirm vorgenommen. Da Mircosoft f\"ur ihr Produkt zu Beginn einen Preis von 12.500 USD veranschlagte, wurde die potenzielle Kundengruppe erheblich reduziert. Nur wenige Privatleute konnten solch enorme Investitionen vornehmen, somit gestalteten sich Restaurants, Hotels und Ladengesch\"afte als prim\"are Zielgruppe. Den ersten Einsatz fand der Microsoft Surface Computer jedoch in den Gesch\"aften des Mobilfunkbetreibers AT\&T und in einem Casino in Las Vegas. Der Computer ist in der Lage, 56 gleichzeitige Ber\"uhrungspunkte zu verarbeiten.
      
      \begin{figure}
        \centering
        \includegraphics[width=7cm]{Grafiken/microsoft_surface.jpg}
        \caption[Microsoft Surface Computer \cite{bib:surface}]{Microsoft Surface Computer \cite{bib:surface}}\label{fig:surface}
      \end{figure}
      
    \subsubsection{SMART Table}
      Ein von der Firma SMART Technologies ULC entwickeltes Produkt besch\"aftigt sich mit der Thematik der Lehre in Bezug mit Multi-Touch Bildschirmen. Sie entwickelten einen der ersten Multi-Touch, Multi-User Lern-Center, welches speziell f\"ur das interaktive Lernen in Gruppen gestaltet wurde. Bis zu 40 Ber\"uhrungspunkte k\"onnen gleichzeitig erkannt werden. Das erm\"oglicht vier Personen, bei Verwendung aller Finger, die gemeinsame Arbeit. Bei einem Preis von 7.999 USD ist der SMART Table entscheidend g\"unstiger und dadurch f\"ur Schulen attraktiver. In einigen Schulen in Nordamerika wird er SMART Table bereits eingesetzt. \cite{bib:smartTable}